Inspirándose en la nanotecnología de la naturaleza que crea el impresionante color de las alas de mariposa, un investigador de la Universidad de Florida Central está creando tecnología para hacer pantallas y pantallas de muy baja potencia y ultra alta definición que sean más fáciles de ver.
La nueva tecnología crea pantallas digitales que están iluminadas por la luz circundante y tienen un aspecto más natural que las tecnologías de pantalla actuales que dependen de luces brillantes intensivas en energía ocultas detrás de las pantallas. Los hallazgos se publicaron el miércoles en la revista Actas de la Academia Nacional de Ciencias .
"Esta pantalla tiene un aspecto más natural que las pantallas actuales de su computadora o teléfono inteligente", dijo Debashis Chanda, profesor asociado en el Centro de Tecnología NanoScience de UCF e investigador principal de la investigación. "Es como ver un retrato en la pared ensu casa. No tiene ese resplandor ni luz extra. Es más como mirar el mundo natural ".
En lugar de usar luces LED brillantes ubicadas detrás de una pantalla para iluminar una pantalla, la pantalla de Chanda se ilumina reflejando la luz del ambiente. El investigador comparó la nueva experiencia visual con el cambio de comer alimentos procesados a comer alimentos naturales.
"Será un paso más para que la gente se acostumbre", dijo. "Pero esta es una forma de crear pantallas que sean armoniosas con la forma en que la naturaleza muestra el color y, como resultado, se ven más naturales y nobombea una gran cantidad de luz a tus ojos "
Esto es importante porque mirar las pantallas de computadoras y teléfonos inteligentes con iluminación brillante durante períodos prolongados puede causar fatiga visual, dolores de cabeza y otros problemas de salud.
Este nuevo mecanismo de visualización utiliza una técnica utilizada por muchos animales, como mariposas, pulpos, loros, guacamayos y escarabajos, para mostrar el color al dispersar y reflejar la luz que golpea las estructuras a nanoescala en sus cuerpos.
Este tipo de producción de luz es diferente a los colores o tintes de pigmentos, como los que se usan en ropa o pinturas, que absorben selectivamente algunos colores de luz y reflejan otros.
"Si vemos mariposas, pulpos o muchas aves hermosas, su color en realidad se origina en estructuras a nanoescala en sus plumas, piel o escamas", dijo Chanda. "La molécula de proteína, el elemento base, no tiene su propio color".pero cuando los juntas de una manera ordenada y controlada, crea todo tipo de color. Lo que hace la mariposa es simplemente dispersar la luz de una manera que crea todo este hermoso color sin absorber nada ".
La tecnología, conocida como pantallas de color plasmónicas, puede mostrar diferentes colores según el tamaño, la forma y los patrones de nanoestructuras metálicas reflectantes dentro de las pantallas. Sin embargo, la tecnología se ha visto limitada por problemas para mostrar el color correcto en diferentes ángulos,fabricando sobre grandes áreas y mostrando negro.
Sobre la base de su investigación anterior, el grupo de Chanda ha superado estos desafíos al encontrar una manera de convertir las nanoestructuras en diseños precisos para controlar completamente la dispersión de la luz independiente del ángulo, lo que resulta en colores que no dependen del ángulo de visión.
"Descubrimos una técnica en la que las nanopartículas podían autoensamblarse en un patrón cuasialeatorio sobre un sustrato prediseñado y luego podríamos optimizarlo en un proceso muy controlado para crear un determinado color, como amarillo, azul, dorado, magenta,blanco y más, simplemente cambiando el tamaño de las nanopartículas, a diferencia de los colores basados en pigmentos donde se necesitan diferentes moléculas absorbentes para diferentes colores ", dijo Chanda.
El proceso de autoensamblaje utilizado en el estudio es similar a cómo el cuerpo humano controla el crecimiento. En el cuerpo, las enzimas y las hormonas liberadas en ciertos momentos regulan el crecimiento. En el estudio de Chanda, la tasa de deposición, la presión y la temperatura controlan el diseño y el crecimiento denanoestructuras, que proporciona el control del color de la luz que se muestra.
"Con el mecanismo que desarrollamos, podemos usar parámetros físicos para mapear de nuevo a un patrón particular y posteriormente a un color", dijo Chanda.
"Sin embargo, el color negro necesitaba un enfoque diferente. La luz dispersa de la superficie nanoestructurada se bloquea usando una capa de cristal líquido de manera controlada, lo que resulta en la primera demostración de colores negro / gris en pantallas de colores estructurales", dijo Chanda.
Con el campo aún emergente, el investigador dijo que podría pasar un tiempo antes de que las pantallas y los productos de consumo que utilizan nanoestructuras plasmónicas estén disponibles para el público, pero los resultados del estudio son un paso significativo en esa dirección.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Florida Central . Original escrito por Robert Wells. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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